多倍体技术在水产动物育种中的应用
海洋生物技术

绪论一.海洋生物技术定义:运用海洋生物学与工程学的原理和方法,利用海洋生物或生物的代谢过程生产有用物质或定向改良海洋生物遗传特性的综合科学技术。
二.重点发展领域:1.发育与生殖生物学基础2.基因组学与基因转移3.病原生物学与免疫4.生物活性及其产物5.海洋环境生物技术三.最新研究进展:动物细胞培养一、细胞培养:从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞(使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶)然后,放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖,并维持其结构和功能的一种培养技术。
二、细胞培养基本过程:取动物胚胎或幼龄动物器官、组织。
将材料剪碎,并用胰蛋白酶(或用胶原蛋白酶)处理(消化),形成分散的单个细胞,将处理后的细胞移入培养基中配成一定浓度的细胞悬浮液。
悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,成为细胞贴壁。
当贴壁细胞分裂生长到互相接触时,细胞就会停止分裂增殖,出现接触抑制。
此时需要将出现接触抑制的细胞重新使用胰蛋白酶处理。
再配成一定浓度的细胞悬浮液。
另外,原代培养就是从机体取出后立即进行的细胞、组织培养。
当细胞从动植物中生长迁移出来,形成生长晕并增大以后,科学家接着进行传代培养,即将原代培养细胞分成若干份,接种到若干份培养基中,使其继续生长、增殖。
通过一定的选择或纯化方法,从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞称为细胞株。
当培养超过50代时,大多数的细胞已经衰老死亡,但仍有部分细胞发生了遗传物质的改变出现了无限传代的特性,即癌变。
此时的细胞被称为细胞系。
三、原代培养:从供体取得组织细胞后在体外进行首次培养四、传代培养:即将原代培养细胞分成若干份,接种到若干份培养基中,使其继续生长、增殖五、细胞株:通过一定的选择或纯化方法,从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞六、细胞系:原代培养的细胞顺利传至40--50代,并保持原来染色体的二倍体数量及接触抑制的行为,这种传代细胞成为细胞系动物细胞融合技术1.细胞融合:是在自发或人工诱导下,两个不同基因型的细胞或原生质体融合形成一个杂种细胞。
第七章 水产生物的多倍体育种

• • • • • •
多倍体的产生 物理方法: 物理方法: 1、温差处理:冷休克 、热休克 、温差处理: 2、水静压处理 、 化学方法: 化学方法: 3、药品处理:常用药品有秋水仙素、6-二 、药品处理:常用药品有秋水仙素、 二 甲基氨基嘌呤和细胞松驰素B。 甲基氨基嘌呤和细胞松驰素 。
秋水仙素作用机理
• 解聚微管蛋白、抑制纺锤丝(体)的形成, 解聚微管蛋白、抑制纺锤丝( 的形成, 影响染色体极移和细胞分裂 • 而不影响染色体复制
• • • • • • • •
三、多倍体的鉴定 1、染色体数目或组型分析 、 2、核仁数目的银染法测定 、 3、细胞核体积的测量和比较 、 4、DNA含量的测定 、 含量的测定 流式细胞计测定法 显微荧光测定法 同位素标记测定法
• • • • •
四、多倍体鱼类在水产养殖上的应用 1、提高生长速度 、 2、控制过度繁殖 、 3、延长鱼类寿命 、 4、改善鱼肉品质 、
• 思考题: 思考题: • 水产动物多倍体育种方法及鉴别
第七章 水产生物的多倍体育种
• 一、多倍体概念
• 体细胞中含有 个或以上染色体组的个体 体细胞中含有3个或以上染色体组的个体 • 异源多倍体(多元二倍体) 异源多倍体(多元二倍体) AABBCC • AAAA 同源多倍体 • AAAABB 同源异源多倍体 • 倍半二倍体 AAB
异源多倍体
• 含有不同的染色体组的多倍体 • 不同种属间个体杂交得到的 经染色体加 不同种属间个体杂交得到的F1经染色体加 倍而成 • 天然异源多倍体是由二倍体天然杂交进化 而来的如六倍体普通小麦和四倍体油菜 • 有的通过人工远缘杂交而来
同源多倍体的生物学效应
• 1、细胞巨型 、
• 2、高度不育 、 • 尤其是奇数倍多倍体 • 培育无籽瓜果
我国观赏鱼的育种方法及其发展前景_梁华

世界上现存的鱼类有31409种,其中海水种类14598种,淡水种类13873种,半咸水种类2938种。
据资料记载,已作为观赏鱼的种类有3240种,其中淡水观赏鱼1912种,海水与半咸水观赏鱼1328种。
我国是金鱼和锦鲤的生产基地,且每年从国外进口龙鱼、魟鱼、罗汉鱼、宝莲灯等观赏性鱼类众多。
传统的鱼类育种方法在观赏鱼上的应用已经非常广泛,育成了许多优质的品种。
但实践发现,很多传统的育种方法往往耗时过长,效率不高。
目前,尽管七彩神仙鱼、神仙鱼、地图鱼、斗鱼、金鱼等都可以进行人工繁殖,但是对多数观赏鱼来说,目前采用的育种技术还是比较有限。
一、我国观赏鱼的常规育种方法
鱼类育种方法有很多种,譬如家系选择育种、杂交育种、分子辅助育种、雌核发育、雄核发育、多倍体育种介并举例如下。
1.选择育种
选择育种又称系统育种,是鱼类育种最基本、最常规的手段。
回顾世界渔业的发展史,对水产养殖生产影响最大的是鲤科、鲑科鱼类以及罗非鱼等种类的开发和选育。
在观赏鱼的选择育种中,一般以一些观赏性经济性状作为预定的育种目标,一代一代地选择优良表型的个体,得到新品种。
选择育种技术一直以来在观赏鱼育种中应用广泛,而判断人工选择优劣的指标主要有体型、体色、生长速度、成活率等,如日本红白锦鲤、孔雀鱼、兴国红鲤、荷包红鲤等的选育。
隐性基因选择和显性基因选择育种是其中较为重要并常用的方法。
(1)隐性基因选择育种
当目标性状受隐性基因控制时,在选育的过程中,
我国观赏鱼的育种方法及其发展前景
◇梁华上海市水产研究所 200090。
水产养殖中的育种技术与选育方法

水产养殖中的育种技术与选育方法水产养殖是指人工繁殖和养殖各种水生生物,为了提高水生生物的生产性能和适应环境的能力,育种技术和选育方法在水产养殖中起着关键作用。
本文将介绍水产养殖中常见的育种技术和选育方法。
一、育种技术1. 人工授精技术人工授精技术是水产养殖中常见的育种技术之一。
通过提取雄性和雌性水生生物的性细胞,然后在实验室中将其结合,以人工方式受精。
这种技术可以选择优良品种进行交配,提高后代的遗传质量。
人工授精技术还可以避免天然繁殖过程中的不可控因素,如天敌的捕食和生活环境的不良影响。
2. 基因编辑技术基因编辑技术是近年来发展起来的一种育种技术。
通过基因编辑工具如CRISPR/Cas9系统,可以直接修改水生生物的基因序列,以达到增强其生产性能和抗病能力的目的。
这种技术可以精确地选择和编辑特定的基因,加快育种进程,提高选育效率。
3. 多倍体育种技术多倍体育种技术是通过诱导某些水生生物产生多倍体来进行选育的一种技术。
多倍体具有较大体型、耐环境逆境以及生长速度加快等优势,可以提高水产养殖的产出和经济效益。
利用多倍体育种技术可以提高水生生物的育种效果,并且在育种过程中避免了自然交配的不确定性。
二、选育方法1. 选择优良种原选育优良种原是进行水产养殖育种的首要工作。
通过评估候选种原的生长速度、体形特征、抗病能力等指标,筛选出优良的种原进行繁殖。
同时,还可以通过基因测序技术等手段对种原进行遗传背景的分析,以选择具有良好遗传特征的种原。
2. 亲本配对和交配制度设计亲本配对和交配制度的设计对于选育优良品系具有重要意义。
通过合理选择亲本进行交配,可以将有益基因进行组合和固定,增强和改良目标品系的遗传基础。
通过制定合理的交配制度,可以达到提高产出和经济效益的目的。
3. 选择后代筛选指标在繁殖后代过程中,需要选择合适的筛选指标来评估后代的生长性能和抗病能力。
这些指标可以包括生长速度、体型特征、抗病能力、繁殖力等。
通过全面评估后代的综合表现,可以筛选出优良的个体作为下一代育种的亲本,进一步提高种群的遗传质量。
三倍体技术在鱼类育种中的应用

收稿 日期 :0 6— 9—1 20 0 O 作 者简介 : 谢湘筠 (9 5一) 女 , 16 , 助理 研究员 , 建福 州人 , 福 现从 事鱼类学 教学 和鱼类 繁殖生物学 的研 究
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宁 德师 专学 报( 然科学版 ) 自
人工诱导鱼类三倍体 的方法很多 , 概括起来有物理学方法 、 化学方法 、 生物学方法等.
2 1 物理学方法 .
鱼类受精卵 的物理学处理方法 已被广泛地用来抑制第二次成熟分 裂而获得三倍体. 主要有温 度处
理、 静水压处理 、 电休克和高盐高碱法等, 温度处理 和静水压处理效果较好 , 目前人工诱导三倍体最常 是
2 12 静水压法 .. 即利用专门的静水压设备产生较 高的静水压 ( 一般 为 60 g m ) 5 k/c 施加于处理对
1mn结果获得三倍体成鱼 . 0 i, 尤锋 (93 曾进行单 因子梯度实验及正交试验 , 19 ) 并作方差分析获得了 黑鲷冷休克处理最佳诱导条件为受精后 5 i 用 4—  ̄水处理 1 5 i, mn 5 C 0—1mn 培育水温为 1 2  ̄ , 7 0( 若延 2
长处理时间, 则孵化率下降 . Pt 而 er e F等在诱 导溪鳟三倍体是 则采用 2 ̄ 8 C的休 克温度 在其受精后
20 年 1 月 06 1
为了加强刺激强度, 冷水性鱼类宜用热休克 , 温水性鱼类宜用冷休克 , 温度范围不可超过该鱼致死温度 ,
最好选用其亚致死温度进行短期处理. wmp 15 ) S a (99 报道 了采用受精 3 i 后 的三棘刺鱼卵 , ̄ 休克 mn 0C I5— h 结果获得三倍体 , . 3, 而且饲养至性成熟 . j a Joi 等报道对受精 1mn m 0 i 后的鲤鱼卵采用 0C  ̄ 休克
鱼类三倍体育种与二倍体育种的优劣分析报告

鱼类三倍体育种与二倍体育种的区别金玥(上海海洋大学生物技术专业0812104)摘要:本文就现在推广的三倍体育种和传统的二倍体育种在鱼体的身体结构与外形特征,血液理化指标及三种育种方法上做一比较,得出即使三倍体育种现在广泛推行但是它带来的各种后续问题并没有很好的研究解决,所以在我们大力支持三倍体育苗的同时是否也应该考虑传统的二倍体育苗,毕竟回归自然改善自然才是科技发展的真正体现.本文结论仅供读者参考。
关键词:三倍体二倍体育种一.三倍体与二倍体的定义:三倍体是:♦定义1:含有三组染色体的细胞或生物。
三倍体生物因难以进行减数分裂形成配子,故常不育。
所属学科:海洋科技(一级学科);海洋技术(二级学科);海洋生物技术(三级学科)♦定义2:具有3套染色体组的生物体。
所属学科:水产学(一级学科);水产生物育种学(二级学科)♦定义3:具有三套染色体组的细胞或个体。
所属学科:细胞生物学(一级学科);细胞遗传(二级学科)♦定义4:有三套染色体组的细胞或个体。
所属学科:遗传学(一级学科);细胞遗传学(二级学科)二倍体是:♦定义1:含有两组染色体的细胞或生物。
雌、雄配子结合后发育而来的生物为二倍体。
所属学科:海洋科技(一级学科);海洋技术(二级学科);海洋生物技术(三级学科)♦定义2:具有2个染色体组的生物个体。
所属学科:水产学(一级学科);水产生物育种学(二级学科)♦定义3:含有两套同源染色体的细胞或个体。
以2n表示。
所属学科:细胞生物学(一级学科);细胞遗传(二级学科)定义4:具有两套染色体组的细胞或个体。
所属学科:遗传学(一级学科);细胞遗传学(二级学科)二.成年二倍体鱼与三倍体鱼身体结构区别1.外形成年三倍体鲫鱼(图一)成年二倍体鲫鱼(图二)从图一和图二可见成年三倍体鲫鱼在体积上比成年二倍体鲫鱼要大,其鱼尾、腹鳍、背鳍和头部的大部分器官都比二倍体的鱼大。
此外,三倍体鱼的腹部比二倍体体积要大,其背部肌肉比二倍体鱼要紧实。
第五章 贝类育种
贝类的育种 5—8
贝类多倍体技术操作
❖ 物理法
➢ 温度休克;其作用机制是温度的变化引起细胞 内酶构型的改变,不利于酶促反应的进行,导 致细胞分裂时形成纺锤体所需的ATP的供应途 径受阻,使已完成染色体加倍的细胞不能分裂。 所用的温度因种类不同而有所差异。
……提纲
❖ 概述 ❖ 多倍体育种的应用 ❖ 技术操作 ❖ 前景展望
贝类的育种 5—1
概述
❖ 贝类养殖具有食物链短、定居性强、育苗和养 殖基础好、成本相对较低等特点
❖ 近几年出现了严重制约产业发展的“瓶颈”问 题,单产降低、品质下降、大面积死亡现象时 有发生,造成了严重的经济损失。
❖ 水产养殖业迫切需要生长快、品质优、抗逆能 力强的养殖贝类新品种,以推动贝类养殖业的 发展。
➢ 静水压:即利用专门的静水压设备产生的压力 施加于处理对象。其作用机制是抑制纺锤体的 微丝和微管的形成,阻止染色体的移动,从而 抑制细胞的分裂,形成多倍体。 此外,电脉冲也可诱导多倍体。
贝类的育种 5—9
贝类多倍体技术操作
❖ 生物学方法 四倍体(T)与二倍体(D)杂交生产贝类三倍体,
三倍体率可高达100%,该方法简单,操作方 便,避免了理化处理对胚胎发育的影响,能提 高胚胎的孵化率和幼虫的存活率,适合于生产 性养殖。
多倍体育种的应用
❖ 多倍体的种类
➢ 根据产生方法分为:天然多倍体和人工多倍 体
➢ 根据染色体来源分为同源多倍体和异源多倍 体
➢ 根据染色体数目分为三倍体四倍体、六倍体、 八倍体,依次类推。
贝类的育种 5—4
多倍体育种的应用
❖ 凡是体细胞中含有一套染色体组的生物称为单倍体, 用n表示,具有两套染色体组称为二倍体,用2n表示, 自然界中存在的生物大部为二倍体。由于自然或人为 因素使体细胞中染色体组增加,将形成多倍体。贝类 的精子在排放前已完成了两次减数分裂过程,形成单 倍性的精子,而卵子尤其是瓣鳃纲的卵子在排放时一 般停止在第一次减数分裂的前期或中期,在受精后或 经激活后再完成减数分裂,释放出两个极体后,雌雄 原核融合或联合,进人第一次有丝分裂,即卵裂。这 一延迟的减数分裂过程为贝类多倍体遗传育种操作提 供了有利的时机和条件。迄今为止,利用各种方法已 在30余种贝类中进行了多倍体的研究。
鲍鱼的多倍体育种技术
鲍鱼的多倍体育种技术鲍的多倍体育种技术是一种转变鲍遗传基因倍数,保留、放大优良性状的育种新技术。
20世纪80年月中期,大连水产学院王子臣教授等为转变我国鲍经过多年养殖品质下降、病害频发的情况,采纳生物、化学、物理等多种办法诱导鲍产生多倍体并得到胜利。
目前鲍三倍体的诱导率可达67%,到2022年已生产数百亿粒三倍体苗,在世界上领先实现了鲍多倍体苗种的规模化生产。
同时,鲍四倍体的诱导率业已达到50%。
鲍的多倍体个体具有生长速度快、抗病力强、个体大等优点,具有显然的增产效果,极具推广价值。
下面笔者简略介绍一下得到鲍多倍体的三种技术办法,供广阔养殖户、特殊是鲍育种生产户参考。
1.水压法以皱纹盘鲍的受精卵为例:在卵受精后7分钟及22分钟用200千克/平方厘米的静水压力处理5分钟,可分离得到抑制第一极体释出后形成的三倍体和抑制其次极体释出后形成的三倍体,诱导率均在60%以上。
应注重:当压力大于400千克/平方厘米时受精卵的畸形率显然增强,诱导效果不好,因此应严格控制静水压力和加压时光(压力设备可联系厂商购买)。
水压法对胚胎有轻度的损伤,其缺点是需要特地的压力设备,成本较高。
2.温度法低温法以皱纹盘鲍为例:卵受精后12分钟,在3℃水温下浸泡受精卵15分钟,可得到抑制第一极体释放后形成的三倍体;卵受精后32分钟,在3℃水温下浸泡受精卵15分钟,可得到抑制其次极体释放后形成的三倍体。
三倍体诱导率均可达70%~80%。
高温法皱纹盘鲍的卵在受精后7分钟用35℃的高温水浸泡3分钟,可得到抑制第一极体释放而形成的三倍体;受精后22分钟可用35℃高温水浸泡3分钟,可得到抑制其次极体释放而形成的三倍体。
两者的诱导率分离能够达到50%~70%、60%~80%。
通过高温或低温均可抑制极体生成。
本办法具有设备容易、成本低廉等优点,但受精卵对温度休克较为敏感,成活率常偏低。
3.细胞松弛素B诱导法本办法是目前海产贝类多倍体哺育最常用的办法之一,其诱导率较高,最高可达100%。
鱼类多倍体育种的研究
鱼类多倍体育种的研究
鱼类多倍体育种是指通过诱导使鱼类个体细胞染色体数量翻倍,以获得多倍体鱼种的育种技术。
多倍体鱼类具有一些独特的优点,如增加生长速度、提高抗病能力、改善肉质品质等,因此在鱼类育种领域具有广阔的应用前景。
鱼类多倍体育种的研究主要包括以下几个方面:
1. 诱导多倍体的方法研究:目前常用的诱导多倍体的方法包括温度处理、压力处理、化学物质介入等。
研究人员通过调整这些因素来提高多倍体形成的效率和成功率。
2. 多倍体鱼的性腺发育研究:多倍体对性腺的发育有一定的影响,因此研究人员需要进一步探索多倍体鱼的生殖特性和性腺发育过程,为其正常繁殖提供科学依据。
3. 多倍体鱼的生长性能研究:多倍体鱼在生长性能上通常具有一定的优势,但也可能出现某些副作用,如生长慢、生命力低等。
研究人员需要评估多倍体鱼的生长性能,并通过优化饲养管理以提高其产量和经济效益。
4. 多倍体鱼的遗传稳定性研究:多倍体对遗传稳定性有一定的影响,可能导致某些遗传异常和不良表型的出现。
因此,研究人员需要对多倍体鱼的遗传稳定性进行检测和评估,并采取相应的措施保障种质资源的稳定和可持续利用。
鱼类多倍体育种的研究对于提高鱼类养殖的经济效益和质量水平具有重要意义,同时也为遗传育种、种质资源保护和基因工程等领域提供了重要的科学基础。
鱼类多倍体育种研究概述
鱼类多倍体育种研究概述摘要:文章概述了鱼类多倍体育种的历史与方法,旨在为读者系统介绍鱼类的多倍体育种,充分认识鱼类的多倍体育种方法。
关键词:育种鱼类育种多倍体育种的目标是改良品种的依据,是育种工作中最根本的问题。
育种的总体目标是高产、稳产、优质和低消耗。
但随者渔业生产的发展,人们对鱼类品种的要求越来越高:既要丰产,又要稳产;既要有高的产量,又要有好的质量;既要能适应本地区的自然条件,又要能适应本地区的饲养管理制度和生产技术水平。
鱼类育种的方法有许多种,包括杂交育种、诱变育种、体细胞杂交、基因转移技术,以及多倍体育种等方法。
多倍体育种就是通过增加染色体组的方法来改造生物的遗传基础,从而培育出符合人们需要的优良品种,达到人类利用的目的。
1 多倍体己多倍体种类所谓多倍体,就是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
根据多倍体产生的方法,可分为天然多倍体和人工多倍体。
根据染色体组的来源不同,又可分为同源多倍体和异源多倍体两种。
由相同来源染色体组成的多倍体称为同源多倍体,即同源多倍体的染色体组来自同一个物种。
而由不同来源染色体,即染色体来源于不同物种组成的多倍体称为异源多倍体。
还有一种分类方法是根据染色体组数目的不同,分为三倍体、四倍体、六倍体等。
2 多倍体产生的机制总的来说,多倍体是由于细胞内染色体加倍而形成的。
染色体加倍则是通过卵子第二极体的保留或受精卵早起有丝分裂的抑制而实现。
根据鱼类受精细胞学的研究,鱼类精子进入卵细胞的时间是在第二次成熟分裂的中期,受精后放出第二极体。
如果卵子受精后由于受到各种理化因子刺激而不排出第二极体,即他们没有经过减数分裂而形成所谓的二倍体卵核,然后与单倍体精核结合而形成三倍体受精卵。
如果受精卵的第一次有丝分裂受到抑制,则产生四倍体。
3 鱼类多倍体育种研究简史3.1 国外对鱼类多倍体育种的研究关于人工诱导鱼类多倍体的研究,最早可以追溯到20世纪40年代。
据文献记载,1943年,Makino与Ojima就曾以鲤鱼为材料来了解人工诱导动物多倍体的机制。
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多倍体技术在水产动物育种中的应用
摘要多倍体是指生物体的体细胞中含有超过2个染色体组的个体。
多倍体育种是通过增加染色体组的方法来改造生物的遗传基础,从而培育出符合需要的优良品种。
相对于同种的二倍体,多倍体具有个体大、产量高、抗病力强等特点。
多倍体诱导及其特性研究是水产养殖研究领域的一个热点,目前在鱼类、贝类等水产动物的育种中已经取得了一定的成就,具有广阔的发展前景。
本文主要介绍多倍体育种的基本原理和方法,以及在几种水产动物育种中的应用。
关键词多倍体;育种;水产动物;应用前景
1.多倍体产生的基本原理
多倍体是由于细胞内染色体加倍而形成的,即通过卵子第二极体的保留或受精卵早期有丝分裂的抑制而实现。
对于二倍体动物,成熟卵处于第二次成熟分裂中期,当具有一组染色体的精子入卵后,刺激卵子继续完成第二次分裂,卵中原有的二组染色体中一组作为第二极体排出,受精卵成为正常的二倍体。
如果在精子入卵时,第二极体不能正常排出,则精卵原核结合成为三倍体受精卵。
如果卵子受精后正常排出第二极体,并与单倍体精子结合形成二倍体受精卵,而受精卵的第一次卵裂受到抑制,则产生四倍体。
2.人工诱导多倍体的方法
人工诱导多倍体的方法主要有物理学、化学和生物学三种。
2.1物理学方法
2.1.1.温度休克法
温度休克法包括冷休克法(0- 5℃)和热休克法(30℃左右)两种,即用略高于或略低于致死温度的冷休克或热休克来诱导三倍体或四倍体的方法。
进行温度处理最重要的必须确定处理的开始时间、持续时间以及温度高低。
如果阻止第二极体外排,应该在受精后马上进行处理。
如果抑制第一次卵裂,应该在第一次有丝分裂中期进行处理。
2.1.2静水压法
静水压法就是利用水压机产生较高的静水压来抑制第二极体的放出或第一
次卵裂而产生多倍体。
它是进行鱼类染色体组操作的有效方法,休克的最佳条件易于掌握,处理程序易于标准化。
静水压法的优点在于:①诱导率较高,一般能达到90%以上。
②处理时间短,一般为3-5分钟。
③对受精卵的损伤小,成活率高。
2.1.3 电休克法
贾方钧(2001)电休克法诱导多倍体的最佳条件为:受精卵分别在非电解质的甘露糖溶液和电解质的含5%小牛血清的细胞培养液中接受电激,细胞的融合效率差别不大,但融合后胚胎发育成活率有明显差别,细胞在非电解质溶液中损伤较小,得到的多倍体后代成活率高。
由于电休克法是近年来才开始采用的多倍体诱导方法,目前还没有很多研究与成熟工艺,故尚未被广泛采用。
2.2化学方法
应用某些化学药品,在适当的时候处理水产动物受精卵,可以抑制第二极体的排出或抑制第一次有丝分裂,从而达到产生三倍体或四倍体的目的。
例如,细胞松驰素 B 通过影响纺锤丝内微管的形成,抑制减数分裂或有丝分裂纺锤体的正常收缩,使细胞分裂受阻,在贝类的多倍体诱导中应用较多。
诱导多倍体的其它化学试剂有聚乙二醇(PEG)、6-二甲基氨基嘌呤(6-DMAP)、咖啡因、N 2O 和CHClF 2 等麻醉剂。
2.3生物学方法
人工诱导的生物学方法主要是异源精子通过远缘杂交诱发受精卵产生多倍体。
除此之外,还有核移植和细胞融合两种方法。
核移植是指应用显微操作技术,将某一特定细胞的核转移和嵌入到另一细胞中的过程。
核移植技术精细、难度大,通过核移植获得多倍体的方法还处于初始阶段。
细胞融合是指在自发或人工诱导下,两个不同基因型的细胞或原生质体融合形成一个杂种细胞。
该方法主要诱导囊胚细胞与囊胚细胞,囊胚细胞与未受精卵,囊胚细胞与受精卵或受精卵与受精卵之间的细胞融合,但由于细胞内染色体发生重排,实际得到的是各种不同数量染色体的细胞群。
核移植和细胞融合到目前为止并未成功地获得真正意义上的多倍体。
3.多倍体的鉴定方法
无论采用哪一种诱导方法,都不能达到百分之百的诱导率,诱导结果必须经过严格的鉴定。
多倍体鱼类的鉴定方法分为直接法和间接法两种。
直接法包括染色体计数和DNA含量测定等,间接法包括核体积测量、蛋白质电泳、生化分析以及形态学检测等。
以上几种多倍体的鉴定方法各有优缺点。
一般而言,间接法不够准确,绝大多数情况下都采用直接法。
其中,DNA含量测定法较为有效,测定快速准确,并能测出嵌合体,但是需特殊的仪器设备,费用昂贵。
而染色体计数法虽然费时,并且必须有好的染色体标本,但它是鉴定鱼类多倍体的最适合的方法,适合推广。
在实际育种过程中,要综合考虑各种因素,选择合适的鉴定方法。
4.多倍体技术在水产动物育种中的应用
4.1多倍体技术育种的优点
与传统的育种方法相比,多倍体育种在很多方面显示出其优势,主要表现为以下几个方面:第一,能够增加杂种后代的成活率,提高其生长速度;第二,延长水产动物的养殖周期,提高经济性能;第三,培育出水产动物新品种,增加养殖动物种类;第四,有利于维持渔业生态环境的稳定。
4.2多倍体技术在水产动物育种中的应用
4.2.1贝类多倍体育种
贝类多倍体育种主要是采用物理、化学、生物学方法诱导产生三倍体, 对现有的养殖种类进行种质改良,以提高养殖群体的生长速度,改善养殖贝类经济性状、增强养殖生物的抗逆性。
三倍体的马氏珠母贝的生殖腺基本上不发育,在繁殖期呈透明状或怀有极少量的精卵。
消耗在生殖腺发育上的能量将转向体细胞的生长,导致三倍体个体比二倍体大。
三倍体组与二倍体组比较,其成珠率高3O.8%,留核率高 35.4%,珍珠平均重量高14.3%。
由于三倍体生殖腺不发育或极少,可以延长插核期,减少插核过程中因损伤生殖腺而造成的污珠、尾珠和素珠。
三倍体合浦母贝比二倍体生长快,其珍珠质分泌速度也比二倍体快。
三倍体珠母贝表现出明显的生长和育珠优势,在珍珠养殖中有较大的推广潜力。
4.2.2鲍多倍体育种
鲍是中国传统的珍贵海珍品,价格昂贵,被誉为“软黄金”。
但因鲍的生长速度较慢、生长周期长及严重的病害,制约了其快速发展。
三倍体鲍具有增产和降低稚鲍剥离死亡率的优点,具有很好的推广和应用前景。
4.2.3鱼类多倍体育种
鱼类性成熟会降低其商品价值,不仅死亡率提高,生长率降低,而且肉质和外观都很差。
而性腺不育的三倍体鱼类在抗寒、抗病、生长和改善鱼肉品质方面表现出较大优势,诱导不育的鱼,把本来用于性腺发育的能量直接用于鱼类的生长, 可以提高饵料转化系数,从而提高产量。
与此同时,三倍体育种对于控制某些鱼类过度繁殖、防止基因混杂、改良种质资源和培育新品种也具有十分重要的意义。
在鱼类人工诱导多倍体的研究中,三倍体是最常见的,并已取得实际成果。
多倍体往往具有个体大及生活力强等优良性状,而异源四倍体则有可能解决远缘杂交不育的问题。
4.3多倍体技术育种的现状
诱导率、孵化率和成活率偏低,难以掌握其准确刺激时间和刺激强度,缺少准确有效的倍数鉴定方法。
对水产动物三倍体、四倍体诱导的最佳参数还未完全弄清,多倍体的形成机制缺乏系统研究。
4.4多倍体技术育种的前景
多倍体技术育种对提高水产品产量、加快水产动物生长速度、延长水产动物寿命、控制过度繁殖、保持物种多样性和合理开发渔业资源等方面有着极其重要的作用。
目前,世界上很多国家都十分重视多倍体技术在水产动物育种中的应用。
日本应用静水压技术大规模诱导生产苏大马哈鱼全雌三倍体和牙鲆四倍体,俄罗斯已进行了工业化大规模培育鲤鱼三倍体;全雌三倍体虹鳟由于其不受性成熟影响而提高了商品规格,在加拿大已商品化生产;三倍体草鱼在美国天然水域中放养,既可以除草,又能阻止大量繁殖破坏生态平衡。
虽然目前多倍体育种中还存在一些尚未解决的难题,但是随着对多倍体生物的不断深入研究和现代生物技术的迅速发展,鱼类多倍体育种技术在不久的将来一定会走向成熟应用,为人类作出更大的贡献。
参考文献:
【1】孙远东,谭立军,唐新科.鱼类人工多倍体育种的研究进展.现代生物医学进展,2008,8(9):1778-1779
【2】朱传忠,邹桂伟.鱼类多倍体育种技术及其在水产养殖中的应用.淡水渔业,2004,34(3):53-56
【3】童芳,孙军,林小涛.鱼类多倍体育种及其在养殖中的应用.海洋与渔业,2006(5):18-19 【4】胡玲玲,李加儿.鱼类多倍体育种的研究进展回顾.水产科技,2009(5):7-10
【5】吴萍.我国鱼类多倍体育种的研究进展.上海水产大学学报,2005,14(1):72-78
【6】钱国英,朱秋华,汪财生.水生动物多倍体育种的研究进展.浙江万里学院学报,2004,17(5):97-101
【7】宋保坤,王辉,叶富良.水产动物多倍体育种技术研究.北京水产,2004(6):38-41 【8】陈昌生,严正凛,刘国柱.九孔鲍二倍体与三倍体核型的研究.2003,8(4):291-294 【9】何毛贤.多倍体育种与珍珠养殖、研究.水产科技,2003(5)
【10】巩宁,阙华勇,张国范.贝类非整倍体研究进展.2001,5(3):68-72
【11】常亚青,王子臣,杨旦光.贝类多倍体育种研究现状.水产科学,2002,21(1):31-36。